Biotechnologies

Préserver les eaux alpines grâce aux nouvelles biotechnologies au Tessin

La Haute Ecole de Suisse italienne participe à un important projet européen qui recensera, à l’aide de techniques révolutionnaires, la biodiversité des eaux alpines afin de mieux les protéger

Le brouillard fait flotter une atmosphère mystique sur le lac Ceresio. Nous sommes au Tessin, embarqués à bord du Cyclops, le bateau à moteur de la Haute Ecole spécialisée de la Suisse italienne (Supsi). Aujourd’hui, Camilla Capelli et Fabio Lepori prélèvent pour la première fois des échantillons d’eau dans le cadre du projet européen Eco-AlpsWater.

Les deux chercheurs en limnologie – la science qui étudie les eaux continentales – sont responsables en Suisse de l’initiative de monitorage de plus d’une trentaine de plans d’eau alpins européens. Afin de les protéger, le projet vise à en recenser les formes de vie, notamment à l’aide de technologies innovantes. «Pendant deux ans, nous recueillerons chaque mois dans le lac Ceresio des échantillons d’eau afin d’en analyser les organismes aquatiques, de la bactérie au poisson», explique Camilla Capelli.

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L'état de santé du lac examiné

L’analyse des espèces permet d’établir l’état de santé du lac. Le plancton, en particulier, donne des indices sur le degré de fertilisation de l’eau. Après avoir récupéré quelques litres jusqu’à 20 mètres de profondeur à l’aide d’une bouteille de prélèvement, la chercheuse, gantée de caoutchouc stérilisé, se retire dans la cabine. Là, elle filtre l’eau récoltée pour en extraire le phytoplancton (organismes végétaux microscopiques) qui s’y trouve.

Avec une seringue, elle fait passer l’eau à travers un filtre blanc contenu dans une cartouche. Celui-ci se tache progressivement, presque imperceptiblement, de cellules brunes, du phytoplancton. Lorsque près d’un litre d’eau est filtré, elle met les tampons au froid et à l’obscurité dans une caisse en plastique.

Pendant ce temps, Fabio Lepori procède à d’autres prélèvements. A l’aide de filets, il récupère du zooplancton (plancton animal) à diverses profondeurs. Grâce à une sonde multi-paramètres qui peut se rendre au fond du lac, à 285 mètres, il pourra obtenir toute une série d’informations sur l’eau comme sa profondeur, sa température, sa turbidité, son pH et sa teneur en oxygène. Ces valeurs sont enregistrées en continu et peuvent être exploitées sur un ordinateur situé dans la cabine.

Séquençage de nouvelle génération

Une fois au laboratoire, le contenu des micro-organismes recueillis dans l’eau sera examiné. Une des particularités principales du projet Eco-AlpsWater est que l’analyse du matériel récolté se fera à l’aide du séquençage de nouvelle génération (Next Generation Sequencing, NSG), une biotechnologie révolutionnaire, disponible depuis une dizaine années, en constante évolution.

«Pour le séquençage, nous disposons d’un kit spécial pour extraire l’ADN des organismes recueillis, lequel comprend des solutions chimiques permettant de briser leurs cellules, de sorte que des séquences (des enchaînements de composantes) spécifiques de molécules d’ADN soient alors reconnues et reproduites en grande quantité», explique Camilla Capelli. L’utilisation de logiciels sophistiqués rend ensuite possible le traitement automatique des données identifiées via le séquençage, ainsi que leur stockage, tout en permettant la confrontation avec des millions de références.

Eutrophisation

Ces dernières années, le lac Ceresio, situé à cheval entre le Tessin et l’Italie, a été fortement touché par l’eutrophisation, c’est-à-dire l’augmentation des concentrations d’azote et de phosphore due aux fertilisants et pesticides. Résultat: l’eau manque d’oxygène, surtout quand elle se réchauffe, ce qui favorise notamment l’apparition de gaz toxiques dans les eaux profondes.

Le projet permettra, entre autres, d’analyser précisément les conséquences de cette pollution sur la biodiversité locale. Fabio Lepori fait valoir que l’objectif du projet est également de tester ces nouvelles technologies intelligentes, tout en utilisant les méthodes d’analyse classiques (avec le microscope) employées par la Supsi depuis quarante ans dans le Ceresio, afin de les comparer et de voir si les résultats obtenus sont les mêmes. «L’intérêt du séquençage de l’ADN est qu’il est beaucoup plus rapide et moins coûteux que les procédés traditionnels.»

La Supsi est le seul partenaire suisse participant au projet cofinancé par le Fonds européen de développement et le Programme espace alpin, auquel contribuent également le canton et la Confédération, via l’Office fédéral du développement territorial. La haute école collabore ainsi avec onze autres organismes dans cinq pays alpins: la France, l’Italie, la Slovénie, l’Autriche et l’Allemagne. Il s’agira d’identifier les endroits les plus à risque à cause des changements climatiques, la perte de biodiversité, la présence d’organismes toxiques, invasifs ou qui le sont potentiellement.

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